WO2019243732A1 - Machine de pose d'étiquettes avec indexation - Google Patents

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WO2019243732A1
WO2019243732A1 PCT/FR2019/051488 FR2019051488W WO2019243732A1 WO 2019243732 A1 WO2019243732 A1 WO 2019243732A1 FR 2019051488 W FR2019051488 W FR 2019051488W WO 2019243732 A1 WO2019243732 A1 WO 2019243732A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
label
container
labels
zone
containers
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/051488
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Prevost
Christian Jacquemin
Thierry Cousin
Original Assignee
Synerlink
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Synerlink filed Critical Synerlink
Priority to JP2020570773A priority Critical patent/JP7383648B2/ja
Publication of WO2019243732A1 publication Critical patent/WO2019243732A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C3/00—Labelling other than flat surfaces
    • B65C3/06—Affixing labels to short rigid containers
    • B65C3/065—Affixing labels to short rigid containers by placing tubular labels around the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65C—LABELLING OR TAGGING MACHINES, APPARATUS, OR PROCESSES
    • B65C9/00—Details of labelling machines or apparatus
    • B65C9/0015—Preparing the labels or articles, e.g. smoothing, removing air bubbles
    • B65C2009/0018—Preparing the labels
    • B65C2009/005—Preparing the labels for reorienting the labels

Definitions

  • the present invention relates to machines for applying labels to containers, in particular to containers of creamy or liquid food products.
  • the inventors have sought to make the angular orientation of the label coincide around the container so as to make the patterns printed on the label coincide with a local or general pattern of the container.
  • a container labeling machine comprising:
  • main conveyor (10) adapted to convey containers (4) and labels (5), comprising a plurality of conveying units
  • each conveying unit comprising a base element (2) and a movable body (3) relative to the base element
  • each conveying unit comprising one or more supports (7) for container
  • the labels being supplied from a flattened tubular strip with at least 2 folds (51, 52) intended to be diametrically opposed, the flattened tubular strip being cut transversely along a length corresponding to the height (H5) of the label desired,
  • each conveying unit and around each support at least one indexing finger (6) configured to cooperate with a label fold (51, 52) and thereby determine a precise angular orientation of the label relative to the corresponding container.
  • relative displacement of the label it is to be understood that the label is brought closer to the container in such a way that the label comes to substantially surround the body of the container.
  • the indexing finger (or fingers) in question make it possible to maintain the label in a precise orientation during the descent of the label on the label support and during said approximation of the label and the container.
  • the label is still oriented in the desired predetermined manner and its constriction freezes its position relative to the container.
  • the relative position of the label is well controlled angularly with respect to the container.
  • the pattern printed on the label corresponding to this raised shape is perfectly positioned on said raised shape of the container.
  • the label in question forms an annular strip which closes on itself to completely surround the container.
  • the motif (s) printed on the label can be decorative or informative.
  • the thickness of material of the annular strip forming the label is conventionally less than 100 microns (pm), most often less than 50 microns, typically between 20 microns and 40 microns.
  • the conveyor units are trolleys (1). It is a simple and reliable solution to form the main conveyor with the fact that the carriages can be mechanically independent from each other.
  • the conveying units can be formed as adjacent sectors of a circular carousel. This solution can be
  • the main conveyor is adapted to be moved continuously by an endless movement so that the containers and the labels associated with the conveyor are conveyed continuously without stops from a container entry area to an exit area , and preferably labels are placed on the fly in the insertion zone (Z1).
  • the process is continuous, which is advantageous in particular for the step of retraction of the label where the containers pass with a recommended speed in front of a hot air nozzle.
  • the approximation of each label relative to each container is progressive, as the conveyor advances.
  • the conveyor feed may be discontinuous.
  • an indexing finger (86) which cooperates with a fold of the label (51, 52), on the inner side, that is to say that the indexing finger is positioned at inside the annular strip formed by the label.
  • a pair of indexing fingers (81, 82) which cooperates with a fold of the label (51, 52), on the outside, that is to say that the fingers of 'indexing are positioned outside the annular strip formed by the label.
  • the pair of fingers is formed like a fork whose finger tips are directed upwards.
  • the finger or the pair of fingers is arranged on the movable body of the carriage (respectively conveyor unit), and the support for container is integral with the base element. So that it is the label which is moved upwards (label mounted) relative to the container which follows the movement of the conveyor horizontally.
  • the finger or the pair of fingers is arranged on the base element of the carriage (respectively conveying unit), and the container support is integral with the movable body. So it's the container that is moved down
  • each cart can include 4 container supports.
  • each cart can include 8 supports, or 12 supports.
  • the number of supports per cart can be any between 1 and 24, preferably between 4 and 12, preferably a multiple of two.
  • the carriages are guided by rails, and there is provided at least one cam path (8) integral with the rails, and at least one cam follower (9) on each movable body trolley (respectively unit of
  • the cam imparts an upward movement to the mobile carriage body (respectively conveying unit). So that it is the label which is moved upwards by the cam system with respect to the container which follows the movement of the conveyor in a rectilinear manner (mounting of the label).
  • the cam imparts a downward movement to the mobile carriage body (respectively conveying unit). So that it is the container which is moved downwards by the cam system with respect to the label which follows the movement of the conveyor in a straight line (descent of the pot).
  • the main conveyor comprises an upper section (1 1), extending along a longitudinal working axis (T), on which are carried out the operations of inserting labels for removing the containers and d 'assembly, and a lower section (12) for the return of vacuum carts. This configuration turns out to be simple in construction and the
  • the machine also includes a total retraction zone (Z4 ’). Whereby the containers at the outlet of the main conveyor are ready to be placed in marketing packaging, for example cartons or packs.
  • the containers are placed on the fly in the deposit area (Z2) in batches of 4 to 24 containers.
  • the number of containers deposited corresponds to the number of locations available on each cart. Manipulator arms are used for this.
  • a gripping principle can be used by suction cup and air depression.
  • FIG. 1 schematically represents a first embodiment of an installation for applying labels to containers
  • FIG. 2 schematically represents a second embodiment of an installation for applying labels to containers
  • FIG. 3 represents a more detailed view of the zone for inserting the labels around the containers in the installation of FIG. 1,
  • FIG. 4 represents a container
  • FIG. 5 represents a cut label, alone, before its installation on the corresponding container, embodiment
  • FIG. 6 represents a schematic transverse section of the label and of the indexing fingers, in an interior variant
  • FIG. 7 represents a schematic transverse section of the label and of the indexing fingers, in an external variant
  • FIGS. 8A 8B and 8C represent perspective views of a conveyor carriage, with the movable body respectively in the low, intermediate and high position,
  • FIG. 9 illustrates the system for pre-cutting the labels from the flattened tubular strip
  • FIG. 10 illustrates the removal of labels on the fly on the carts.
  • FIG. 1 schematically illustrates a first embodiment of an installation for applying labels 5 to containers 4.
  • This installation comprises a main conveyor 10, an exemplary embodiment of which will be detailed below.
  • the containers 4 are jars of creamy or liquid food product.
  • the containers 4 can be filled with dairy and / or milk products such as crèmeuddle, yogurt, desserts, dessert creams, etc.
  • the content of the pot is for example of a food nature which is liquid or solid at room temperature.
  • the content may include a homogeneous product, or several products superimposed or juxtaposed for example.
  • it may be important to maintain a relatively stable orientation of the jar from the place where the jar is filled with the contents to the place of consumption of the contents or, at all the least, at least during the labeling process.
  • a pot is a container that does not have a specially elongated shape in one direction.
  • the orders of magnitude of the dimensions of the pot in the three directions of space are similar.
  • the jar can thus be distinguished from a bottle, which has a substantially elongated shape in a main direction.
  • pot or “container” are used interchangeably to designate a pot as defined above.
  • the container 4 defines a closed interior space in which is included a content (not particularly visible in the figures).
  • the closed interior space is accessible via an opening located on the top of the pot.
  • certain descriptions will refer to the orientation of the vertical denoted Z.
  • the horizontal orientation X marks the direction of advance of the carriages in the zone where they are loaded with pots 4 and labels 5;
  • the horizontal orientation Y is perpendicular to the above two directions (Z, X).
  • the pot comprises a rigid body 40 provided with an opening, and a cover 45 closing the opening of the rigid body 40.
  • the cover 45 can be of the type which can be removed by a user of the pot, in order to access the content.
  • the lids are strong enough to form the gripping interface of the pot filled with its contents; in fact, vacuum suction cups are used which are pressed against the cover and which make it possible to lift the pots to transport them;
  • the vacuum cups are located at the end of a manipulator arm and there is a pneumatic system for selective control and synchronized with the conveyor to create a vacuum (taking the pot) and / or to selectively restore atmospheric pressure (or more) inside the suction cup (removing the pot).
  • Each container comprises a body forming a bowl with bottom 41 a side wall 42 an upper edge 43 (also called collar) on which is placed and / or sealed the cover 45.
  • the upper edge is wider than the body of the pot; in fact, it is not possible to insert the label in the form of an annular strip from above.
  • the rigid body 40 can be made of rigid plastic compatible with the requirements, for example food, of the content.
  • the rigid body 40 can be made of polyethylene, polypropylene, or other polymer compatible with food hygiene constraints.
  • the flange 43 is located at the upper end of the pot, and has the shape of a portion of a substantially flat horizontal thin plate (extending in the X-Y plane) and surrounds the opening of the rigid body 40.
  • the flanges of two adjacent pots can be linked together by a rigid but fusible zone (noted 49 in Figure 8A), the two pots can be detached by the end consumer.
  • the pots can be all independent, the pots can be attached by 3.4 or more.
  • the side wall 42 may have a narrowing cylindrical or frustoconical shape, as in the example shown.
  • the side wall 42 may have a shape of revolution, as in the example presented.
  • the narrowing of the conical wall can be monotonous, or in portions.
  • the body 40 of the container may also have a slightly ovoid shape, that is to say wider at half height than at the bottom and at the top as in an example presented in FIG. 4.
  • the body 40 of the container can also have a shape with several sides (in section in the horizontal plane), for example four sides connected to each other by rounded corner zones.
  • the bottom 41 can be placed on a support surface, in particular flat, in a configuration in which the pot is in stable support on its bottom 41.
  • the bottom 41 may have a central stiffening portion, where a dome-shaped portion.
  • the jar is filled with its contents and sealed under strict regulated conditions, upstream of the labeling machine.
  • the filling and the sealing can be carried out on the same installation as the labeling process.
  • the labels 5 are supplied from a flattened tubular strip which results in the formation of at least 2 folds 51, 52 intended to be diametrically opposed around the jar (cf. Fig 6 and 7).
  • the flattened tubular strip is intended to be cut transversely along a length corresponding to the height H5 of the desired label.
  • a label input station which comprises a reel 54 on which is wound a tubular strip 55 of labels.
  • the tubular strip is continuous and extends in a longitudinal direction W.
  • the tubular strip is obtained from a very long sheet in the longitudinal direction folded back on itself around a longitudinal axis with gluing (or welding) from one edge to the other.
  • this tubular strip is flattened.
  • the tubular strip is flat but has two thicknesses of material held together by the folds.
  • the overlap / junction zone can typically be located in one of the thicknesses of material and extends longitudinally.
  • junction zone 68 has a localized overlap of the two longitudinal edges of the sheet, this overlap preferably being of small extension so as not to harm the overall aesthetics of the label.
  • Pulleys 56 are used to guide the tubular strip 55 from the reel 54 to a precut system.
  • synchronized parallel systems for feeding labels are used, namely several coils 54 used in parallel (in the present example, 2 coils), and defined paths up to each of the rows / columns of locations for jars and labels on the conveyor.
  • the labels are formed from heat-shrinkable material so that an application of heat above a certain threshold will generate a retraction of the label.
  • the retraction is essentially done in the X-Y plane without appreciably impacting the dimension of the label in the Z direction.
  • This is called plain axial retraction.
  • Such materials exist and will not be described in more detail.
  • Such heat shrinkage can be implemented using polymeric materials.
  • a uniaxial retraction can be carried out using a polymer material whose chains are oriented in a preferred direction. It is not excluded to use a material provided with a bi-axial or isotropic retraction.
  • the rate of retraction is limited, in order to avoid distortions of the patterns printed on the label 5.
  • the diameter of the strip D5 forming the label is between 100% and 1 10% of the outside diameter D4 of the pot in its widest part.
  • the precut system 57 is adapted to generate preferential rupture zones in the tubular strip.
  • the precut system 57 is synchronized with the displacement of the tubular strip, so as to generate these preferential rupture zones at a predetermined pitch corresponding to the height of an H5 label. If necessary, this synchronization is adjustable, so as to be able to generate labels of different heights for another adjustment of the machine.
  • the precut system 57 may include a blade 58 / anvil system 59 disposed on either side of the tubular strip 55. The blade 58 / anvil system 59 is actuated
  • the two thicknesses of material are perforated.
  • a series of perforations are spaced apart from each other in the direction transverse to the longitudinal direction of the tubular strip 55, in other words the formation of a dotted line of
  • the pre-cutting system can for example comprise a cutting roller 60 and a counter-roller 61 mounted on either side of the tubular strip 55, and each mounted to rotate around axes parallel to the cutting axis, and in opposite directions of rotation, corresponding to the direction of travel of the tubular strip 55 between them.
  • the cutting roller 60 carries the blade 58 and the counter-roller 61 carries the anvil 59.
  • the blade 58 and the anvil 59 are thus found opposite for each period of rotation of the cutting roller 60 and the counter roller 61.
  • FIG. 10 represents a separation system 62 separating an individual label from the tubular band 55, and a transfer system 63 associating the label 5 separated from the tubular band 55 with the main conveyor 10.
  • the separation system 62 comprises a conical head 63 of axis of the axis of the strip and a cylindrical body 64 of axis revolution the axis of the strip and disposed downstream of the conical head 63.
  • the conical shape of the head 63 guides the tubular strip 55 and causes the two thicknesses of material to separate.
  • the strip 55 surrounds the conical head 63.
  • a thin blade 65, upstream of the head 63, of axis the axis of the strip, is slid between the two thicknesses of material to initiate their separation.
  • the separation system 62 comprises two pairs of rollers.
  • the rollers 66a and 66b of the pair 66 of upstream rollers are arranged on either side of the cylindrical body 64 with interposition of the tubular strip 55.
  • the rollers 67a and 67b of the pair 67 of downstream rollers are arranged on both sides other of the cylindrical body 64 with interposition of the strip 55, and downstream of the pair 66. While the tubular strip 55 is moved continuously along its longitudinal axis at the level of the separation system, periodically the rollers 66a and 66b hold the tubular strip 55 on the cylindrical body 64, then that the rollers 67a and 67b pull on the end of the strip 55.
  • a preferential rupture zone is located between the two pairs of rollers 66, 67, so that a label is separated from the tubular strip 55.
  • the rollers 67a and 67b further project the cut label down towards a suitable location of the conveyor 10, which as will be seen later, with the presence of indexing fingers, allows to control the angular position of the label during this downward movement.
  • each tubular band 55 can be associated with a column of the label conveyor.
  • the separation systems associated with each strip can be offset from each other, each associated with a different column of the label conveyor.
  • FIG. 5 schematically represents a label 5 associated with a location on the carriage according to one embodiment.
  • FIG. 5 represents a label 5 before assembly to the container 4. It comprises a generally cylindrical portion of revolution along an axis Z, which in the example presented is the vertical axis as already mentioned, it is formed as an annular strip of material heat shrinkable so that an application of heat above a certain threshold will generate a retraction of the label, in particular a partial retraction in the zone denoted Z4.
  • the label input station 5 comprises a system 90 for supplying labels 5 from the tubular strip 55 including pre-cutting and depositing of labels on the supports as already described above .
  • the container entry station 4 comprises a container supply system 4 which can be formed by a transfer robot (not shown in the figures) associating repeatedly and periodically with the main conveyor one or several containers 4 by depositing them each on a support 7.
  • a transfer robot not shown in the figures
  • the side wall 42 of the container comprises a relief pattern 44, here for the clarity and simplicity of the description there is shown a relief in the form of a strawberry.
  • the label 5 includes a printed pattern 54 intended to be matched precisely with the relief pattern present on the body of the pot.
  • the challenge of applying the label to the pot is to make the printed pattern 54 coincide precisely with the relief pattern 44 on the pot.
  • the label 5 and the pot 4 are brought towards each other until the label is in abutment under the flange 43 of the pot. This ensures precise positioning along the vertical axis. With regard to the indexing in rotation around the vertical axis, this is described below.
  • the main conveyor 10 comprises a plurality of carriages 1, whose movement is caused by the movement of an endless chain (or a belt or a belt).
  • the main conveyor comprises an upper section 11, extending along a longitudinal working axis X, on which the operations of inserting container removal and assembly labels are carried out, and a section lower 12 for the return of vacuum carts.
  • the container removal zone is denoted Z2.
  • the chain (or belt or band) is guided on rollers 77, 78, 76.
  • rollers 77, 78, 76 can be driving rollers which distribute the movement of advancing to the main conveyor. It is possible to provide tensioning and / or take-up play systems 75 known per se.
  • the machine comprising a zone for inserting labels Z1 suitable for associating a heat-shrinkable label 5 with each of the supports 7 for a container, a zone for depositing containers Z2 on the supports 7 for the conveying units, a zone for relative movement Z3 of each label with respect to each respective container, and a retraction zone Z4 adapted to carry out an at least partial retraction of the labels around the containers 4.
  • a Z4 zone can be provided on the same conveyor for the complete retraction of the label.
  • conveyor may also be suitable for practicing the present invention.
  • a circular carousel can be used.
  • another conveyor solution with the carriages which remain permanently "flat” can be used, that is to say the return is at the same level on a circuit of the stadium track type.
  • Each carriage 1 (respectively conveying unit) comprises a base element 2 and a movable body 3 relative to the base element.
  • Each carriage (respectively conveying unit) comprises one or more supports 7 for container.
  • each baluster can be formed with a jacket and a piston which moves inside the jacket along the longitudinal axis.
  • a rail system can be provided with a fixed profile and a movable profile.
  • the base element 2 comprises a base plate 20 which generally extends in the XY plane.
  • the base plate preferably has a constant thickness; the base plate is fixed to each aforementioned baluster, in particular at an upper end of the casing of the baluster.
  • the base plate 20 supports the supports 7 for the containers 4.
  • Each pot support is formed as a small pedestal of generally cylindrical shape with body 72 and an upper flat 71 intended to receive the base of the container.
  • the base plate 20 of the base element 2 comprises on each of its longitudinal edges a connecting member 22 to the conveyor chain. It is therefore thanks to the connecting member that the conveyor sets the carriage 1 in direction X.
  • the movable body 3 comprises a base plate 30 which generally extends in the XY plane.
  • the base plate 30 comprises at the location of each support location for the pots a wide opening 34 corresponding to the widest diameter of the supports for the container.
  • the movable body 3 comprises locations 17 for receiving the labels; more specifically, a location is provided for a label at the location of each support intended to receive a container.
  • each carriage 1 has four locations for labels 17 and four container supports, arranged in a rectangle. Seen otherwise, two label slots and two corresponding container supports are provided on the right-hand part with respect to the longitudinal central axis X1; and two label slots and two corresponding container supports are provided symmetrically on the left-hand side with respect to the longitudinal central axis X1.
  • the base plate 30 of the movable body 3 comprises at each of its ends along the transverse axis a cam follower 9.
  • the cam follower is formed by a roller.
  • the base plate 30 of the movable body 3 is fixed to an upper end of the piston of each baluster 32,33.
  • the base plate 30 of the movable body 3 comprises, at the location of each opening 34, two pairs of fingers provided to perform the indexing function of the label which will be described below.
  • Each of the fingers has a shape which tapers upwards. In other words, the section of each finger decreases as it moves away from the base of the finger attached to the base plate 30.
  • the upper end of each finger has a rounded shape.
  • a first pair of fingers 81, 82 is intended to frame a first fold 51 formed in the annular strip of the label.
  • a second pair of fingers 83, 84 is intended to frame a second fold 52 formed in the annular strip of the label.
  • the two pairs of fingers are arranged diametrically opposite, around the opening 34.
  • a spiral spring 38 is arranged which works in compression and recalls the movable body downwards.
  • the spiral spring rests in the lower part on a shoulder 37 secured to the movable body and rests in the upper part on a shoulder 39 secured to the base element of the carriage.
  • the carriages could take an entirely different shape. Indeed, the invention can just as easily be applied to a circular carousel with vertical axis rotation, which turns out to be another kind of conveyor.
  • carriages could follow a "flat" path with the chain guide rollers (or of the belt) mounted with a vertical axis rotation (instead of horizontal).
  • a proposed solution consists in framing from the outside the two main folds of the annular strip forming the label to be placed on the container.
  • a first pair of fingers 81, 82 frames a first fold 51
  • the second pair of fingers 83, 84 frames a second fold 52.
  • the fold formed by the prior treatment of the tubular strip is advantageously used to guide the label, with the pair of fingers, in terms of angular position.
  • the pair of fingers can advantageously be formed like a V, so that, during the downward movement of the label in the label location 17 around the support 7, the angular position of the label is centered by the descent of the fold into the hollow of the V.
  • the inventors have noticed that in a process of inserting the labels by rapid descent on the fly, without any particular precaution, the dispersion of angular positioning was significant, this defect is resolved by the presence of the guide (or indexing) fingers.
  • This angular positioning constraint given by the frames by the fingers exists when the label descends from the label distribution system to the location 17 on the mobile body of the carriage. This guarantees correct angular positioning in the area of insertion of the labels on the support.
  • the movable body 3 of the carriage After the partial label retraction station, the movable body 3 of the carriage returns to its rest position. This is obtained in an exemplary embodiment by the effect of the spiral spring 38. According to an alternative solution, one could use a cam acting in opposite direction and / or gravity for the rebirth of the movable body.
  • each of the fingers is wider at its base 88, and the section narrows to the top 89.
  • a first inner finger 86 is housed in one of the folds 51, and a second inner finger 87 is housed in the other of the folds 52.
  • the invention provides generically on each conveying unit and around each support at least one indexing finger 6 configured to cooperate with a fold of the label 51, 52 and thereby determine a precise angular orientation of the label relative to the corresponding container.
  • FIGS. 1 and 3. there is provided a cam track marked 8 on which the cam follower or roller 9 will advance to the right and therefore cause the movable body 3 to rise upwards, and thereby cause the label 5 up around the bush.
  • FIG. 3 as well as in FIGS. 8A-8C, a decoration of cherries has been shown on the labels to illustrate the movement of the labels.
  • a part of a rising ramp 8A pushes the roller 9 upwards.
  • the cam path is flat and horizontal, then at the exit from the partial label retraction station, a part of the descending ramp 8B allows the mobile body of the trolley to descend down, that is to say say towards its rest position.
  • the path has a support structure 91, a rising ramp 92 which is extended by a flat portion 93 in particular as far as the retraction zone Z4.
  • a roller 9 on each side of the carriage is a cam path on each side of the carriage.
  • a reminder can be provided for the movable bodies of the carriages, either by springs as illustrated or by another cam path with reverse effect.
  • the reverse configuration is provided, that is to say that the basic element 2 of the carriage carries the labels, the mobile body of the carriage carries the supports 7 for container.
  • the cam path 8 ′ is reversed with respect to the previous configuration, that is to say that the cam gives a downward movement to the pot supports in the zone of relative displacement Z3, then a maintenance of the position up to the exit of partial label retraction stations where the cam allows the support to rise.
  • the pre-shrinking zone Z4 there are provided hot air diffusion nozzles which blow hot air just below the flange 43 of the containers in order to retract the upper part 98 (Fig 5) of the label. After this retraction, the body mobile 3 which carries the indexing fingers 6 can be lowered without affecting the proper maintenance of the label on the container.
  • the partial label pre-retraction station (zone denoted Z4), it can optionally be provided by following a complete label retraction station (zone denoted Z4 '), preferably after the mobile body of the trolley has returned to its position of rest so that the presence of the fingers does not interfere with an air flow completely enveloping the pot.
  • the indexing system presented above it is possible to obtain precise angular positioning of the label around the body of the jar.
  • the inventors have found such precision that the angular position error is generally less than 10 °, most often the angular position error is generally less than 5 °. Depending on the thickness of the label material, even better details can be obtained, that is to say errors of less than 3 °.

Abstract

Machine d'étiquetage de récipients comprenant un convoyeur principal (10) adapté pour convoyer des récipients (4) et des étiquettes (5), comprenant des unités de convoyage, chaque unité de convoyage comprenant un élément de base (2) et un corps mobile (3) par rapport à l'élément de base, chaque unité de convoyage comprenant des supports (7) pour récipient, les étiquettes étant fournies à partir d'une bande tubulaire aplatie avec au moins 2 plis (51,52) destinés à être diamétralement opposés, la bande tubulaire aplatie étant découpée transversalement selon une longueur correspondant à la hauteur (H5) de l'étiquette désirée, la machine comprenant une zone d'insertion (Z1) des étiquettes adaptée pour associer une étiquette thermo-rétractable (5) à chacun des supports pour récipient, une zone de dépose (Z2) des récipients sur les supports (7) des unités de convoyage, une zone de déplacement relatif (Z3) de chaque étiquette par rapport à chaque récipient respectif, et une zone de rétraction (Z4) adaptée pour procéder à une rétraction au moins partielle des étiquettes autour des récipients, et il est prévu sur chaque unité de convoyage et autour de chaque support au moins un doigt (6) d'indexage configuré pour coopérer avec un pli de l'étiquette (51,52) et déterminer ainsi une orientation angulaire précise de l'étiquette par rapport au récipient en correspondance.

Description

Machine de pose d’étiquettes avec indexation
La présente invention est relative aux machines de pose d'étiquettes sur des récipients, en particulier sur des récipients de produits alimentaires crémeux ou liquides.
Contexte et Art Antérieur
On connaît des machines de pose d'étiquettes sur des récipients, en particulier des récipients tels que des yaourts, par exemple à partir du document WO2016027286. Ce genre de machine donne satisfaction mais les inventeurs ont identifié le besoin d'apporter des améliorations. On remarque en effet que dans la machine enseignée par le document WO2016027286, il y a un convoyeur pour les étiquettes qui cheminent parallèlement et en mode synchronisé avec un autre convoyeur qui porte les récipients. En outre, pour les récipients qui ne présentent pas une parfaite symétrie de révolution, il est apparu un besoin de faire coïncider les motifs imprimés sur l'étiquette avec une forme particulière qui peut être présente sur la paroi latérale du récipient, que cela soit un motif local ou que cela soit lié à une forme générale elliptique et/ou non circulaire.
Ainsi, les inventeurs ont cherché à faire coïncider l'orientation angulaire de l'étiquette autour du récipient de sorte à faire coïncider les motifs imprimés sur l'étiquette avec un motif local ou général du récipient.
Résumé de l’invention
A cet effet, il est proposé une machine d’étiquetage de récipients comprenant :
- un convoyeur principal (10) adapté pour convoyer des récipients (4) et des étiquettes (5), comprenant une pluralité d’unités de convoyage,
- chaque unité de convoyage comprenant un élément de base (2) et un corps mobile (3) par rapport à l’élément de base,
- chaque unité de convoyage comprenant un ou plusieurs supports (7) pour récipient,
- les étiquettes étant fournies à partir d’une bande tubulaire aplatie avec au moins 2 plis (51 ,52) destinés à être diamétralement opposés, la bande tubulaire aplatie étant découpée transversalement selon une longueur correspondant à la hauteur (H5) de l'étiquette désirée,
- la machine comprenant une zone d'insertion (Z1 ) des étiquettes adaptée pour associer une étiquette thermo-rétractable (5) à chacun des supports pour récipient, une zone de dépose (Z2) des récipients sur les supports (7) des unités de convoyage, une zone de déplacement relatif (Z3) de chaque étiquette par rapport à chaque récipient respectif, et une zone de rétraction (Z4) adaptée pour procéder à une rétraction au moins partielle des étiquettes autour des récipients. Avantageusement, il est prévu sur chaque unité de convoyage et autour de chaque support au moins un doigt d'indexage (6) configuré pour coopérer avec un pli de l'étiquette (51 ,52) et déterminer ainsi une orientation angulaire précise de l'étiquette par rapport au récipient en correspondance.
Par le terme « déplacement relatif de l'étiquette », il faut comprendre un rapprochement de l'étiquette par rapport au récipient de telle manière que l'étiquette vient entourer substantiellement le corps du récipient.
Grâce à ces dispositions, le doigt (ou les doigts) d'indexage en question permettent de maintenir l’étiquette selon une orientation précise pendant la descente de l'étiquette sur le support étiquettes et pendant ledit rapprochement de l'étiquette et du récipient. Au début de l'étape de rétraction, l'étiquette est encore orientée de la manière prédéterminée souhaitée et sa constriction fige sa position par rapport au récipient. Ainsi, dans le produit final comprenant le récipient et l'étiquette thermorétractée, la position relative de l'étiquette est bien maîtrisée de manière angulaire par rapport au récipient.
Par exemple, dans le cas où le récipient porte une forme en relief soit en creux soit en saillie, le motif imprimé sur l'étiquette correspondant à cette forme en relief est parfaitement positionné sur ladite forme en relief du récipient.
On note ici que l'étiquette en question forme un bandeau annulaire qui se referme sur lui-même pour entourer complètement le récipient. Le ou les motifs imprimés sur l'étiquette peuvent être de nature décorative ou informative. L'épaisseur de matière du bandeau annulaire formant l'étiquette est classiquement inférieure à 100 microns (pm), le plus souvent inférieur à 50 microns, typiquement compris entre 20 microns et 40 microns.
Dans divers modes de réalisation de l’invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l’une et/ou à l’autre des dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison.
Selon une option particulière, les unités de convoyage sont des chariots (1 ). C’est une solution simple et fiable pour former le convoyeur principal avec le fait que les chariots peuvent être mécaniquement indépendants les uns des autres.
Selon une option particulière alternative, les unités de convoyage peuvent être formées comme des secteurs adjacents d’un carrousel circulaire. Cette solution peut être
avantageusement simple pour des volumes de production modérés. Cette solution s'avère compacte.
Selon un aspect, le convoyeur principal est adapté pour être déplacé en continu par un mouvement sans fin de sorte que les récipients et les étiquettes associés au convoyeur soient convoyés de manière continue sans arrêts depuis une zone d’entrée de récipients vers une zone de sortie, et de préférence on pose des étiquettes à la volée dans la zone d'insertion (Z1 ). Moyennant quoi, le processus est continu ce qui est avantageux notamment pour l'étape de rétraction de l'étiquette où les récipients passent avec une vitesse préconisée devant une buse d'air chaud. Selon un aspect, dans la zone de déplacement relatif (Z3) de chaque étiquette par rapport à chaque récipient respectif, le rapprochement de chaque étiquette par rapport à chaque récipient est progressif, au fur et à mesure que le convoyeur avance.
Selon une option alternative, l'avance du convoyeur peut être discontinue.
Selon une possibilité, il est prévu un doigt (86) d'indexage qui coopère avec un pli de l'étiquette (51 ,52), du côté intérieur, c'est-à-dire que le doigt d'indexage est positionné à l'intérieur du bandeau annulaire formé par l'étiquette.
Selon une autre possibilité, il est prévu une paire de doigt (81 ,82) d'indexage qui coopère avec un pli de l'étiquette (51 ,52), du côté extérieur, c'est-à-dire que les doigts d'indexage sont positionnés à l'extérieur du bandeau annulaire formé par l'étiquette. Selon une disposition avantageuse, la paire de doigts est formée comme une fourche dont les pointes de doigts sont dirigées vers le haut.
Selon un aspect, le doigt ou la paire de doigts est agencée sur le corps mobile du chariot (respectivement unité de convoyage), et le support pour récipient est solidaire de l'élément de base. De sorte que c'est l'étiquette qui est déplacée vers le haut (montée de l'étiquette) par rapport au récipient qui suit le mouvement du convoyeur de manière horizontale.
Selon un aspect d'alternative, le doigt ou la paire de doigts est agencée sur l'élément de base du chariot (respectivement unité de convoyage), et le support pour récipient est solidaire du corps mobile. De sorte que c'est le récipient qui est déplacé vers le bas
(descente du pot) par rapport au à l'étiquette qui elle suit le mouvement du convoyeur de manière horizontale.
Selon une option particulière, chaque chariot peut comprendre 4 supports pour récipient. Selon une autre option, chaque chariot peut comprendre 8 supports, ou bien 12 supports. D'une manière générale, le nombre de supports par chariot peut être quelconque entre 1 et 24, de préférence entre 4 et 12, de préférence un multiple de deux.
Selon un aspect, les chariots (respectivement les unités de convoyage) sont guidés par des rails, et il est prévu au moins un chemin de came (8) solidaire des rails, et au moins un suiveur de came (9) sur chaque corps mobile de chariot (respectivement unité de
convoyage). Cette solution à effet de came s'avère particulièrement simple et fiable pour procéder à l'insertion de l'étiquette autour du récipient.
Selon une option, la came impartit un mouvement montant au corps mobile de chariot (respectivement unité de convoyage). De sorte que c'est l'étiquette qui est déplacée vers le haut par le système de came par rapport au récipient qui suit le mouvement du convoyeur de manière rectiligne (montée de l'étiquette).
Selon une option alternative, la came impartit un mouvement descendant au corps mobile de chariot (respectivement unité de convoyage). De sorte que c'est le récipient qui est déplacé vers le bas par le système de came par rapport au à l'étiquette qui elle suit le mouvement du convoyeur de manière rectiligne (descente du pot). Selon une option, le convoyeur principal comprend un tronçon supérieur (1 1 ), s'étendant le long d'un axe longitudinal de travail (T), sur lequel sont réalisées les opérations d'insertion d'étiquettes de dépose des récipients et d'assemblage, et un tronçon inférieur (12) pour le retour des chariots à vide. Cette configuration s'avère de construction simple et la
maintenance d'un tel convoyeur conventionnel est aisée.
D'autres configurations de convoyeur sont aussi possibles par exemple avec un carrousel « à plat » pour les chariots, chemin de type de piste de stade.
Selon une option, la machine comprend en outre une zone de rétraction totale (Z4’). Moyennant quoi les récipients à la sortie du convoyeur principal sont prêts à être déposés dans des emballages de commercialisation, par exemple des cartons ou des packs.
Selon une option, les récipients sont posés à la volée dans la zone de dépose (Z2) par lots de 4 à 24 récipients, Dans un exemple, le nombre de récipients déposés correspond au nombre d'emplacements disponibles sur chaque chariot. On utilise pour cela des bras manipulateurs. On peut utiliser un principe de préhension par ventouse et dépression d'air.
Description des figures
D’autres aspects, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation de l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif. L’invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'une installation de pose d'étiquettes sur des récipients,
- la figure 2 représente schématiquement un second mode de réalisation d'une installation de pose d'étiquettes sur des récipients,
- la figure 3 représente une vue plus détaillée de la zone d'insertion des étiquettes autour des récipients dans l'installation de la figure 1 ,
- la figure 4 représente un récipient,
- la figure 5 représente une étiquette découpée, seule, avant son installation sur le récipient correspondant mode de réalisation,
- la figure 6 représente une coupe schématique transversale de l'étiquette et des doigts d'indexation, dans une variante intérieure,
- la figure 7 représente une coupe schématique transversale de l'étiquette et des doigts d'indexation, dans une variante extérieure,
- les figures 8A 8B et 8C représentent des vues en perspective d'un chariot de convoyage, avec le corps mobile respectivement dans la position basse, intermédiaire, et haute,
- la figure 9 illustre le système de pré-découpe des étiquettes à partir de la bande tubulaire aplatie, - la figure 10 illustre la dépose des étiquettes à la volée sur les chariots.
Description détaillée
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté, certains éléments ne sont pas nécessairement représentés à la même échelle.
La figure 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d'une installation de pose d'étiquettes 5 sur des récipients 4. Cette installation comprend un convoyeur principal 10 dont un exemple de réalisation va être détaillé plus loin.
Pots / Récipients
Dans l'exemple illustré, les récipients 4 sont des pots de produit alimentaire crémeux ou liquide. Par exemple, les récipients 4 peuvent être remplis de produits laitiers et/ou lacté tels que de la crème fraîche, du yogourt, des entremets, des crèmes dessert, etc.
Le contenu du pot est par exemple de nature alimentaire qui est liquide ou solide à température ambiante. Le contenu peut comprendre un produit homogène, ou plusieurs produits superposés ou juxtaposés par exemple. Dans le cas où le pot contient plusieurs produits ou du liquide, il peut importer de conserver une orientation relativement stable du pot depuis l’endroit où le pot est empli du contenu jusqu’à l’endroit de la consommation du contenu ou, à tout le moins, au moins pendant le procédé d’étiquetage.
Un pot est un récipient qui ne présente pas une forme spécialement allongée selon une direction. Les ordres de grandeur des dimensions du pot selon les trois directions de l’espace sont similaires. Le pot peut ainsi se distinguer d’une bouteille, qui présente une forme sensiblement allongé selon une direction principale.
Dans la suite on utilise indifféremment les termes « pot » ou « récipient » pour désigner un pot tel que défini ci-dessus.
Le récipient 4 définit un espace intérieur fermé dans lequel est inclus un contenu (non visible particulièrement aux figures). L’espace intérieur fermé est accessible via une ouverture située sur le dessus du pot. Dans ce qui suit, certaines descriptions feront référence à l’orientation de la verticale notée Z. L’orientation horizontale X repère la direction d'avance des chariots dans la zone où ils sont chargés des pots 4 et des étiquettes 5 ;
l’orientation horizontale Y est perpendiculaire aux deux directions précitées (Z,X).
Le pot comporte un corps rigide 40 muni d’une ouverture, et un opercule 45 fermant l’ouverture du corps rigide 40. L’opercule 45 peut être du type retirable par un utilisateur du pot, afin d’accéder au contenu. Dans l'exemple illustré, les opercules sont suffisamment solides pour former l'interface de préhension du pot rempli de son contenu ; en effet, on utilise des ventouses à dépression qui se plaquent sur l'opercule et qui permettent de soulever les pots pour les transporter ; Les ventouses à dépression sont situées en extrémité d’un bras de manipulateur et il est prévu un système pneumatique de commande sélective et synchronisée avec le convoyeur pour créer une dépression (prise du pot) et/ou pour sélectivement rétablir la pression atmosphérique(ou plus) à l'intérieur de la ventouse (dépose du pot).
Chaque récipient comprend un corps formant une cuvette avec fond 41 une paroi latérale 42 une bordure supérieure 43 (aussi appelé collerette) sur laquelle est posé et/ou scellé l’opercule 45. La bordure supérieure est plus large que le corps du pot ; par le fait, il n'est pas possible d'insérer l'étiquette sous forme de bandeau annulaire par le dessus.
Le corps rigide 40 peut être réalisé en plastique rigide compatible avec les exigences, par exemple alimentaire, du contenu. Le corps rigide 40 peut être réalisé en polyéthylène, polypropylène, ou autre polymère compatible des contraintes d'hygiène alimentaire.
La collerette 43 est située en extrémité supérieure du pot, et présente la forme d’une portion de plaque fine sensiblement plane horizontale (s’étendant dans le plan X-Y) et entoure l’ouverture du corps rigide 40.
Les collerettes de deux pots adjacents peuvent être reliées entre elles par une zone rigide mais fusible (noté 49 en Figure 8A), les deux pots pouvant être détachés par le consommateur final. Selon d’autres configurations possibles, les pots peuvent être tous indépendants, les pots peuvent être attachés par 3,4 ou plus.
La paroi latérale 42 peut présenter une forme cylindrique ou tronconique rétrécissante, comme dans l’exemple représenté. La paroi latérale 42 peut présenter une forme de révolution, comme dans l’exemple présenté. Le rétrécissement de la paroi conique peut être monotone, ou par portions.
Le corps 40 du récipient peut également présenter une forme légèrement ovoïde c'est-à- dire plus large à mi-hauteur qu’en bas et en haut comme dans un exemple présenté à la figure 4.
Le corps 40 du récipient peut également présenter une forme à plusieurs côtés (en section dans le plan horizontal), par exemple quatre côtés reliés entre eux par des zones de coin arrondies.
Le fond 41 peut être posé sur une surface support, notamment plane, dans une configuration dans laquelle le pot est en appui stable sur son du fond 41.
Le fond 41 peut présenter une portion centrale de rigidification, où une portion en forme de dôme.
Dans l’exemple présenté ci-après, le pot est rempli de son contenu et operculé dans des conditions réglementées strictes, en amont de la machine d’étiquetage. Toutefois, il n'est pas exclu de prévoir que le remplissage et l'operculage puissent être réalisés sur la même installation que le procédé d'étiquetage.
Etiquettes et leur préparation
Les étiquettes 5 sont fournies à partir d’une bande tubulaire aplatie ce qui entraîne la formation d’au moins 2 plis 51 ,52 destinés à être diamétralement opposés autour du pot (cf Fig 6 et 7). La bande tubulaire aplatie est destinée à être découpée transversalement selon une longueur correspondant à la hauteur H5 de l'étiquette désirée.
Plus précisément, comme visible aux figures 9 et 10, il est prévu une station d’entrée d’étiquettes qui comprend une bobine 54 sur laquelle est enroulée une bande 55 tubulaire d’étiquettes. La bande tubulaire est continue et s’étend selon une direction longitudinale W. La bande tubulaire est obtenue à partir d'une feuille de grande longueur dans la direction longitudinale repliée sur elle-même autour d'un axe longitudinal avec collage (ou soudage) d'un bord sur l’autre. Il y a par conséquent une petite zone de recouvrement (ou‘jonction’) 68 dans la bande tubulaire destinée à former les étiquettes. Pour faciliter la manipulation, on aplatit cette bande tubulaire. Ainsi, la bande tubulaire est plate mais présente deux épaisseurs de matière maintenues ensemble par les plis. La zone de recouvrement/jonction peut se situer typiquement dans une des épaisseurs de matière et s'étend longitudinalement.
La zone de jonction 68 présente un recouvrement localisé des deux bords longitudinaux de la feuille, ce recouvrement étant de préférence de faible extension afin de ne pas nuire à l’esthétique d’ensemble de l’étiquette
Des poulies 56 sont utilisées pour guider la bande tubulaire 55 depuis la bobine 54 jusqu’à un système de prédécoupe.
Le cas échéant, on utilise plusieurs systèmes parallèles synchronisés d’amenée d’étiquettes, à savoir plusieurs bobines 54 utilisées en parallèle (dans le présent exemple, 2 bobines), et des trajectoires définies jusqu’à chacune des rangées/colonnes d'emplacements pour les pots et les étiquettes sur le convoyeur.
Les étiquettes sont formées en matériau thermorétractable de sorte qu’une application de chaleur au-dessus d’un certain seuil va générer une rétraction de l’étiquette.
On peut choisir pour matière pour les étiquettes dans la liste suivante : polyéthylène, polypropylène, polystyrène, polychlorure de vinyle (PVC). On pourra choisir de préférence un polystyrène orienté (OPS) qui se rétracte préférentiellement selon une ou deux directions.
Par exemple, la rétraction se fait essentiellement dans le plan X-Y sans impacter notablement la dimension de l’étiquette selon la direction Z. On parle alors de rétraction uni axiale. De tels matériaux existent et ne seront pas décrits plus en détail. Une telle thermo rétraction peut être mise en œuvre en utilisant des matériaux polymères. En particulier, une rétraction uniaxiale peut être effectuée grâce à un matériau polymère dont les chaînes sont orientées selon une direction privilégiée. Il n'est pas exclu d'utiliser un matériau doté d'une rétraction bi-axiale ou isotrope.
Il faut aussi remarquer que le taux de rétraction est limité, afin d'éviter les déformations des motifs imprimés sur l'étiquette 5. Ainsi le diamètre du bandeau D5 formant l'étiquette est compris entre 100 % et 1 10 % du diamètre extérieur D4 du pot dans sa partie la plus large. Ainsi la rétraction, qui annule à minima l’espace disponible formé par le jeu disponible, entraîne un serrage substantiel de l'étiquette autour du pot et son maintien robuste.
Il faut quand même prévoir un jeu suffisant pour pouvoir insérer l'étiquette sur le pot sans risque de coincement ; il faut aussi prendre en compte qu’au moins deux plis 51 , 52 se sont formés précédemment lorsque l'étiquette faisait partie du bandeau tubulaire 55.
Comme illustré à la figure 9. le système de pré-découpe 57 est adapté pour générer des zones de rupture préférentielles dans la bande tubulaire. Le système de pré-découpe 57 est synchronisé avec le déplacement du bande tubulaire, de manière à générer ces zones de rupture préférentielle selon un pas prédéterminé correspondant à la hauteur d’une étiquette H5. Le cas échéant, cette synchronisation est réglable, de manière à pouvoir générer des étiquettes de hauteur différentes pour un autre réglage de la machine. Le système de prédécoupe 57 peut comprendre un système lame 58/enclume 59 disposé de part et d’autres de la bande tubulaire 55. Le système lame 58/enclume 59 est actionné
périodiquement pour générer des zones de découpe partielle dans la bande tubulaire 55. De préférence, les deux épaisseurs de matière sont perforées. On prévoit une série de perforations espacées les unes des autres selon la direction transversale à la direction longitudinale de la bande tubulaire 55, autrement dit la formation d'un pointillé de
détachement.
Le système de pré-découpe peut par exemple comprendre un rouleau de découpe 60 et un contre-rouleau 61 montés de part et d’autre du bande tubulaire 55, et montés chacun rotatif autour d’axes parallèles à l’axe de découpe, et dans des sens de rotation opposés, correspondant à la direction de défilement de la bande tubulaire 55 entre eux. Le rouleau de découpe 60 porte la lame 58 et le contre-rouleau 61 porte l’enclume 59. La lame 58 et l’enclume 59 se retrouvent ainsi en vis-à-vis pour chaque période de rotation du rouleau de découpe 60 et du contre-rouleau 61.
La figure 10 représente un système de séparation 62 séparant une étiquette individuelle de la bande tubulaire 55, et un système de transfert 63 associant au convoyeur principal 10 l’étiquette 5 séparée de la bande tubulaire 55.
Le système de séparation 62 comprend une tête 63 conique d’axe l’axe du bandeau et un corps 64 cylindrique de révolution d’axe l’axe du bandeau et disposé en aval de la tête 63 conique. La forme conique de la tête 63 guide la bande tubulaire 55 et provoque la séparation des deux épaisseurs de matière. Le bandeau 55 vient entourer la tête 63 conique. Une lame 65 fine, en amont de la tête 63, d’axe l’axe du bandeau, est glissée entre les deux épaisseurs de matière pour initier leur écartement.
Le système de séparation 62 comprend deux paires de rouleaux. Les rouleaux 66a et 66b de la paire 66 de rouleaux amonts sont disposés de part et d’autre du corps cylindrique 64 avec interposition de la bande tubulaire 55. Les rouleaux 67a et 67b de la paire 67 de rouleaux avals sont disposés de part et d’autre du corps cylindrique 64 avec interposition du bandeau 55, et en aval de la paire 66. Alors que la bande tubulaire 55 est déplacé en continu selon son axe longitudinal au niveau du système de séparation, périodiquement les rouleaux 66a et 66b maintiennent le bande tubulaire 55 sur le corps cylindrique 64, alors que les rouleaux 67a et 67b tirent sur l’extrémité du bandeau 55. Une zone de rupture préférentielle est située entre les deux paires de rouleaux 66, 67, de sorte qu’une étiquette est séparée de la bande tubulaire 55. Les rouleaux 67a et 67b projettent de plus l’étiquette découpée vers le bas en direction d’un emplacement adapté du convoyeur 10, qui comme il sera vu plus loin, moyennant la présence de doigts d'indexation, permet de maîtriser la position angulaire de l'étiquette pendant ce mouvement de descente.
Ainsi on dépose des étiquettes à la volée pendant que le convoyeur avance.
Si on utilise plusieurs bandes tubulaires 55 en parallèle, et que le convoyeur d’étiquette comprend plusieurs colonnes, chaque bande tubulaire 55 peut être associé à une colonne du convoyeur d’étiquettes. Pour gagner de la place, les systèmes de séparation associés à chaque bandeau peuvent être décalés les uns des autres, chacun associé à une colonne différente du convoyeur d’étiquettes.
La figure 5 représente schématiquement une étiquette 5 associée à un emplacement sur le chariot selon un mode de réalisation.
La figure 5 représente une étiquette 5 avant assemblage au récipient 4. Elle comprend une portion cylindrique globalement de révolution selon un axe Z, qui dans l’exemple présenté est l’axe vertical comme déjà mentionné, elle est formée comme un bandeau annulaire en matériau thermorétractable de sorte qu’une application de chaleur au-dessus d’un certain seuil va générer une rétraction de l’étiquette, en particulier une rétraction partielle dans la zone notée Z4.
En plus des deux plis naturellement formés par l'écrasement de la bande tubulaire, il est possible de prévoir un plissage ou fronçage additionnel qui permet de renforcer la structure autoportante de l'étiquette lorsque celle-ci fait une épaisseur très faible par exemple inférieure à 30 microns.
Comme visible sur la figure 1. la station d’entrée des étiquettes 5 comprend un système d'approvisionnement 90 des étiquettes 5 à partir de la bande tubulaire 55 incluant la pré découpe et la dépose d'étiquettes sur les supports comme déjà décrit plus haut.
Comme visible sur la figure 1 , la station d’entrée de récipients 4 comprend un système d'approvisionnement des récipients 4 qui peut être formé par un robot de transfert (non représentés aux figures) associant de manière répétée et périodique au convoyeur principal un ou plusieurs récipients 4 en les déposant chacun sur un support 7. Correspondance entre Etiquette et Pot
Dans l'exemple illustré notamment à la figure 4, la paroi latérale 42 du récipient comprend un motif en relief 44, ici pour la clarté et la simplicité de l'exposé on a représenté un relief en forme de fraise.
Toujours selon cet exemple simplifié, l'étiquette 5 comporte un motif imprimé 54 destiné à être mise en correspondance précise avec le motif en relief présent sur le corps du pot.
L'enjeu de la pose de l'étiquette sur le pot est de faire coïncider précisément le motif imprimé 54 avec le motif en relief 44 sur le pot.
Selon un exemple de réalisation, l'étiquette 5 et le pot 4 sont rapprochés l'un de l'autre jusqu'à ce que l'étiquette soit en butée sous la collerette 43 du pot. Ainsi en assure un positionnement précis le long de l'axe vertical. En ce qui concerne l'indexation en rotation autour de l'axe vertical, ceci est décrit plus loin.
Convoyeur
Dans les deux exemples illustrés aux figures 1 et 2, le convoyeur principal 10 comprend une pluralité de chariots 1 , dont le déplacement est provoqué par le déplacement d'une chaîne (ou une courroie ou encore une bande) sans fin.
En pratique, le convoyeur principal comprend un tronçon supérieur 11 , s'étendant le long d'un axe longitudinal de travail X, sur lequel sont réalisées les opérations d'insertion d'étiquettes de dépose des récipients et d'assemblage, et un tronçon inférieur 12 pour le retour des chariots à vide. La zone de dépose des récipients est notée Z2.
La chaîne (ou courroie ou bande) est guidée sur des rouleaux 77, 78, 76. Un ou plusieurs rouleaux peuvent être des rouleaux entraîneurs qui répartissent le mouvement d'avancer au convoyeur principal. Il peut être prévu des systèmes de mise en tension et/ou de rattrapage de jeu 75 connu en soi.
La machine comprenant une zone d'insertion Z1 des étiquettes adaptée pour associer une étiquette thermo-rétractable 5 à chacun des supports 7 pour récipient, une zone de dépose Z2 des récipients 4 sur les supports 7 des unités de convoyage, une zone de déplacement relatif Z3 de chaque étiquette par rapport à chaque récipient respectif, et une zone de rétraction Z4 adaptée pour procéder à une rétraction au moins partielle des étiquettes autour des récipients 4.
Selon une option particulière, il peut être prévu sur le même convoyeur une zone Z4’ pour la rétraction complète de l'étiquette.
D'autres formes de convoyeur peuvent convenir également pour mettre en oeuvre la présente invention. Par exemple un carrousel circulaire peut être utilisé. De même, une autre solution de convoyeur avec les chariots qui restent en permanence « à plat » peut être utilisés, c'est-à-dire le retour est au même niveau sur un circuit de type piste de stade. Chariot
Chaque chariot 1 (respectivement unité de convoyage) comprend un élément de base 2 et un corps mobile 3 par rapport à l’élément de base.
Chaque chariot (respectivement unité de convoyage) comprend un ou plusieurs supports 7 pour récipient.
Dans l'exemple illustré, il est prévu deux colonnettes de guidage 32,33 qui permettent de définir un seul degré de liberté de mouvement entre l'élément de base 2 et le corps mobile 3 à savoir une translation le long de l'axe vertical Z ; les translations le long des deux autres axes ainsi que les rotations selon trois axes sont empêchées par la liaison formée par ces colonnettes. Selon un exemple, chaque colonnette peut être formée avec une chemise et un piston qui se déplace à l'intérieur de la chemise selon l'axe longitudinal. Selon une autre variante, il peut être prévu un système de rails avec un profilé fixe et un profilé mobile.
L’élément de base 2 comprend une plaque de base 20 qui s'étend généralement dans le plan XY. La plaque de base présente de préférence une épaisseur constante ; la plaque de base est fixée à chaque colonnette susmentionnée, en particulier à une extrémité supérieure de la chemise de la colonnette.
Dans l'exemple illustré, la plaque de base 20 supporte les supports 7 pour les récipients 4. Chaque support de pots est formé comme un petit piédestal de forme généralement cylindrique avec corps 72 et un méplat supérieur 71 destiné à recevoir la base du récipient.
La plaque de base 20 de l'élément de base 2 comprend sur chacune de ses bordures longitudinales un organe de liaison 22 à la chaîne du convoyeur. C'est donc grâce à l'organe de liaison que le convoyeur met en mouvement le chariot 1 selon la direction X.
Le corps mobile 3 comprend une plaque de base 30 qui s'étend généralement dans le plan XY. La plaque de base 30 comprend à l'endroit de chaque emplacement de support pour les pots une ouverture large 34 correspondant au diamètre le plus large des supports pour récipient.
Le corps mobile 3 comprend des emplacements 17 pour recevoir les étiquettes ; plus précisément il est prévu un emplacement pour une étiquette à l'endroit de chaque support prévu pour recevoir un récipient. Ainsi, dans l'exemple illustré aux figures 7 et 8A-8C. chaque chariot 1 comporte quatre emplacements d'étiquettes 17 et quatre supports de récipients, disposait selon un rectangle. Vu autrement, il est prévu deux emplacements pour étiquette et deux supports récipients correspondants sur la partie droite par rapport à l'axe médian longitudinal X1 ; et il est prévu de manière symétrique deux emplacements pour étiquette et deux supports récipients correspondants sur la partie gauche par rapport à l'axe médian longitudinal X1.
Aux figures 8A-8C. pour favoriser la clarté de l'exposé, sur la partie gauche du chariot, les pots et les étiquettes n'ont pas été représentées. La plaque de base 30 du corps mobile 3 comprend à chacune de ses extrémités selon l'axe transversal un suiveur de came 9. Ici dans l'exemple illustré, le suiveur de came est formé par un galet.
La plaque de base 30 du corps mobile 3 est fixée à une extrémité supérieure du piston de chaque colonnette 32,33.
La plaque de base 30 du corps mobile 3 comprend, à l'endroit de chaque ouverture 34, deux paires de doigts prévus pour assurer la fonction indexage de l'étiquette qui sera décrite ci-après. Chacun des doigts présente une forme qui s'affine vers le haut. Autrement dit, la section de chaque doigt est décroissante en s'éloignant de la base du doigt attachée à la plaque de base 30. L'extrémité supérieure de chaque doigt présent une forme arrondi.
Une première paire de doigts 81 , 82 est destinée à encadrer un premier pli 51 formé dans le bandeau annulaire de l'étiquette.
Une deuxième paire de doigts 83, 84 est destinée à encadrer un deuxième pli 52 formé dans le bandeau annulaire de l'étiquette.
On remarque que les deux paires de doigts sont disposées de manière diamétralement opposée, autour de l’ouverture 34.
Avantageusement, sur chacune des colonnettes, est arrangé un ressort spiral 38 qui travaille en compression et rappelle le corps mobile vers le bas.
Le ressort spiral s'appuie en partie basse sur un épaulement 37 solidaire du corps mobile et s'appuie en partie haute sur un épaulement 39 solidaire de l'élément de base du chariot.
Il faut remarquer que selon la présente invention, les chariots pourraient prendre une forme tout à fait différente. En effet, l'invention peut tout aussi bien être appliquée à un carrousel circulaire à rotation d'axe vertical, qui s'avère être une autre sorte de convoyeur.
Ainsi, on peut parler génériquement d' « unités de convoyage » pour désigner soit les chariots, soit les secteurs angulaires d'un carrousel circulaire.
Il faut aussi noter que les chariots pourraient suivre un chemin « à plat » avec les rouleaux de guidage de la chaîne (ou de la courroie) montés à rotation d'axe vertical (au lieu de horizontal).
Indexation de l'étiquette
Comme déjà évoqué à propos et illustré sur les figures 7 et 8A-8C, une solution proposée consiste à encadrer par l'extérieur les deux plis principaux du bandeau annulaire formant l'étiquette à poser sur le récipient. Une première paire de doigts 81 , 82 encadre un premier pli 51 , tandis que la deuxième paire de doigts 83, 84 encadre un deuxième pli 52. Autrement dit, on utilise avantageusement le pli formé par le traitement antérieur de la bande tubulaire pour guider l'étiquette, avec la paire de doigts, en termes de position angulaire.
La paire de doigts peut être avantageusement formée comme un V, de manière à ce que, pendant le mouvement de descente de l'étiquette dans l'emplacement d'étiquette 17 autour du support 7, la position angulaire de l'étiquette soit recentrée par la descente du pli dans le creux du V. En effet, les inventeurs ont remarqué que dans un processus d'insertion des étiquettes par descente rapide à la volée, sans précaution particulière, la dispersion de positionnement angulaire était importante, ce défaut est résolu par la présence des doigts de guidage (oud’indexage).
Cette contrainte de positionnement angulaire donné par les encadrements par les doigts existe lorsque l'étiquette descend depuis le système de distribution étiquette jusque sur l'emplacement 17 sur le corps mobile du chariot. On garantit ainsi un positionnement angulaire correct dans la zone d'insertion des étiquettes sur le support
De plus, pendant le mouvement de montée de l'étiquette solidairement du corps mobile 3, et autour du pot, le positionnement angulaire est conservé de manière précise par la présence des doigts qui encadrent les plis de l'étiquette pendant toute la remontée de l'étiquette.
La contrainte d'orientation donnée par l'encadrement des plis de l'étiquette est toujours présente pendant l'étape de rétraction au moins partielle en zone Z4.
Après la station de rétraction partielle des étiquettes, le corps mobile 3 du chariot re descend à sa position de repos. Ceci est obtenu dans un exemple de réalisation par l'effet du ressort spiral 38. Selon une solution alternative, on pourrait utiliser une came agissant en sens inverse et/ou la gravité pour la renaissante du corps mobile.
Bien que deux paires de doigts sont représentées, il n'est pas exclu d'utiliser l'invention avec une seule paire de doigts notamment en configuration en V.
Avantageusement, chacun des doigts est plus large à sa base 88, et la section se rétrécit jusqu'au sommet 89.
Selon une solution alternative représentée à la figure 6. au lieu d'encadrer le pli par l'extérieur, on peut prévoir un doigt positionné à l'intérieur du pli c'est à dire dans l'angle fermé. Dans ce cas un seul doigt est suffisant pour chacun des plis.
Plus précisément, un premier doigt intérieur 86 se loge dans un des plis 51 , et un deuxième doigt intérieur 87 se loge dans l’autre des plis 52.
Ainsi, s'agissant du nombre de doigts et de leur position respective intérieure ou extérieure, l'invention prévoit de manière générique sur chaque unité de convoyage et autour de chaque support au moins un doigt 6 d'indexage configuré pour coopérer avec un pli de l'étiquette 51 ,52 et déterminer ainsi une orientation angulaire précise de l'étiquette par rapport au récipient en correspondance.
Comme illustré aux figures 1 et 3. il est prévu un chemin de came repéré 8 sur lequel le suiveur de came ou galet 9 va progresser vers la droite et donc faire remonter le corps mobile 3 vers le haut, et entraîner par le fait étiquette 5 vers le haut autour du pot.
Sur la figure 3, ainsi que sur les figures 8A-8C, on a représenté un décor de cerises sur les étiquettes pour illustrer le déplacement des étiquettes.
Plus précisément, dans la zone d'insertion de l'étiquette sur le pot aussi appelé zone de déplacement relatif Z3, une partie de rampe montante 8A pousse le galet 9 vers le haut. Sur la suite du parcours, le chemin de came est plat et horizontal puis à la sortie de la station de rétraction partielle des étiquettes, une partie de rampe descendante 8B permet au corps mobile du chariot de redescendre vers le bas c'est-à-dire vers sa position de repos.
Le chemin de la présente une structure support 91 , une rampe montante 92 laquelle se prolonge par une portion à plat 93 notamment jusque dans la zone de rétraction Z4.
De manière avantageuse, il est prévu un galet 9 de chaque côté du chariot est un chemin de came de chaque côté du chariot.
Il peut être prévu un rappel pour les corps mobile des chariots, soit par ressorts comme illustré soit par un autre chemin de came à effet inverse.
Comme illustré à la figure 2. il est prévu la configuration inverse, c'est-à-dire que l'élément de base 2 du chariot porte les étiquettes, le corps mobile de chariot porte les supports 7 pour récipient. Dans ces conditions, le chemin de came 8’ est inversé par rapport à la configuration précédente, c'est-à-dire que la came imprime un mouvement descendant aux supports de pots dans la zone de déplacement relatif Z3, puis un maintien de la position jusqu'à la sortie de postes de rétraction partielle des étiquettes où la came autorise une remontée du support. Il est prévu un rappel élastique du corps mobile portant les supports de pots vers le haut, de préférence en aval de la zone de pré-rétraction Z4. Autrement dit, laquelle la came impartit un mouvement descendant au corps mobile 3 du chariot.
Autres dispositions et observations
Sur la figure 3. pour des raisons de clarté de l'exposé, il a été représenté des récipients et des étiquettes uniquement au premier plan, sur la rangée de support la plus proche, alors que sur la rangée de support le plus éloigné les récipients et les étiquettes n'ont pas été représentées
Dans la zone de pré-rétraction Z4, il est prévu des buses de diffusion d'air chaud qui soufflent de l’air chaud juste en dessous de la collerette 43 des récipients afin de rétracter la partie supérieure 98 (Fig 5) de l'étiquette. Une fois cette rétractation effectuée, le corps mobile 3 qui porte les doigts d'indexage 6 peut être descendu sans nuire au bon maintien de l'étiquette sur le récipient.
Outre le poste de pré rétraction partiel des étiquettes (zone notée Z4), il peut être prévu optionnellement en suivant un poste de rétraction complète des étiquettes (zone notée Z4’), de préférence après le retour du corps mobile du chariot à sa position de repos afin que la présence des doigts ne gêne pas un flux d'air enveloppant complètement le pot.
Bien qu'il a été décrit précédemment une solution où le déplacement des chariots est continu selon X, il n'est pas exclu de prévoir un système de convoyage avec possibilité de faire avancer les chariots de manière indépendante les uns des autres notamment pour pouvoir purger la zone de rétraction partielle des étiquettes, par exemple dans les cas de figures il faut réapprovisionner un des composants notamment par exemple la bande tubulaire d'étiquettes.
Grâce au système d'indexation présentée ci-dessus, il est possible d'obtenir un positionnement angulaire précis de l'étiquette autour du corps du pot. Les inventeurs ont constaté une précision telle que l'erreur de position angulaire est généralement inférieure à 10°, le plus souvent l'erreur de position angulaire est généralement inférieure à 5°. Suivant l'épaisseur de matière de l'étiquette on peut obtenir des précisions encore meilleures c'est-à- dire des erreurs inférieure à 3°.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine d’étiquetage de récipients comprenant :
- un convoyeur principal (10) adapté pour convoyer des récipients (4) et des étiquettes (5), comprenant une pluralité d’unités de convoyage,
- chaque unité de convoyage comprenant un élément de base (2) et un corps mobile (3) par rapport à l’élément de base,
- chaque unité de convoyage comprenant un ou plusieurs supports (7) pour récipient,
- les étiquettes étant fournies à partir d’une bande tubulaire aplatie avec au moins 2 plis
(51 ,52) destinés à être diamétralement opposés, la bande tubulaire aplatie étant découpée transversalement selon une longueur correspondant à la hauteur (H5) de l'étiquette désirée,
- la machine comprenant une zone d'insertion (Z1 ) des étiquettes adaptée pour associer une étiquette thermo-rétractable (5) à chacun des supports pour récipient, une zone de dépose (Z2) des récipients sur les supports (7) des unités de convoyage, une zone de déplacement relatif (Z3) de chaque étiquette par rapport à chaque récipient respectif, et une zone de rétraction (Z4) adaptée pour procéder à une rétraction au moins partielle des étiquettes autour des récipients,
caractérisée en ce que il est prévu sur chaque unité de convoyage et autour de chaque support au moins un doigt (6) d'indexage configuré pour coopérer avec un pli de l'étiquette
(51 ,52) et déterminer ainsi une orientation angulaire précise de l'étiquette par rapport au récipient en correspondance.
2. Machine d’étiquetage de récipients selon la revendication 1 , dans laquelle le convoyeur principal est adapté pour être déplacé en continu par un mouvement sans fin de sorte que des récipients et les étiquettes associés au convoyeur soient convoyés de manière continue sans arrêts depuis une zone d’entrée de récipients vers une zone de sortie, et dans laquelle on pose des étiquettes à la volée dans la zone d'insertion (Z1 ).
3. Machine d’étiquetage de récipients selon l’une des revendications 1 à 2, dans laquelle il est prévu une paire de doigts (6) d'indexage configurés pour encadrer un pli de l'étiquette
(51 ,52) et déterminer ainsi une orientation angulaire précise de l'étiquette par rapport au récipient en correspondance
4. Machine d’étiquetage de récipients l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle les unités de convoyage sont des chariots (1 ).
5. Machine d’étiquetage de récipients selon la revendication 3 et la revendication 4, dans laquelle le doigt ou la paire de doigts est agencée sur le corps mobile du chariot, et le support pour récipient est solidaire de l'élément de base.
6. Machine d’étiquetage de récipients selon la revendication 3 et la revendication 4, dans laquelle le doigt ou la paire de doigts est agencée sur l'élément de base du chariot et le support pour récipient est solidaire du corps mobile.
7. Machine d’étiquetage de récipients selon l’une des revendications 4 à 6, dans laquelle les chariots sont guidés par des rails, et il est prévu au moins un chemin de came (8) solidaire des rails, et au moins un suiveur de came (9) sur chaque corps mobile de chariot.
8. Machine d’étiquetage de récipients selon la revendication 7, dans laquelle la came impartit un mouvement montant au corps mobile de chariot.
9. Machine d’étiquetage de récipients selon la revendication 7, dans laquelle la came impartit un mouvement descendant au corps mobile de chariot.
10. Machine d’étiquetage selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le convoyeur principal comprend un tronçon supérieur (1 1 ), s'étendant le long d'un axe longitudinal de travail (X), sur lequel sont réalisées les opérations d'insertion d'étiquettes de dépose des récipients et d'assemblage, et un tronçon inférieur (12) pour le retour des chariots à vide.
11. Machine d’étiquetage selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle la machine comprend en outre une zone de rétraction totale (Z4’).
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